(57)【要約】【解決手段】    （Ａ）熱可塑性樹脂 、（Ｂ）ワックスと（Ｃ）粘着性付与樹脂とからなる太陽電池用モジュール端部保護コート剤組成物を発明した。即ち、（Ａ）熱可塑性樹脂 １００重量部に対して、（Ｂ）ワックス ５〜７０重量部と（Ｃ）粘着性付与樹脂 １０〜３００重量部とからなり、ＪＩＳ  Ｋ−２２０７による軟化点温度（Ｔｍ）が１００〜１６０℃の太陽電池用モジュール端部保護コート剤組成物である。  【効果】    本発明により、太陽電池モジュール用の端部保護コート剤として、接着性、光・湿気・熱・ヒートサイクル等に対する安定性に優れまた、太陽電池モジュールの量産性に優れた樹脂封止材を得ることができる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）熱可塑性樹脂 １００重量部に対して、
（Ｂ）ワックス ５〜７０重量部と
（Ｃ）粘着性付与樹脂 １０〜３００重量部と
からなる、ＪＩＳ  Ｋ−２２０７による軟化点温度（Ｔｍ）が１００〜１６０℃の太陽電池用モジュール端部保護コート剤組成物。
【請求項２】
前記（Ａ）熱可塑性樹脂がオレフィン系樹脂、ゴム系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂から選択される少なくとも１種類であることを特徴とする請求項１記載の太陽電池用モジュール端部保護コート剤組成物。
【請求項３】
前記（Ｂ）ワックスがポリプロピレン及び/又はポリエチレンであることを特徴とする請求項１又は２に記載の太陽電池用モジュール端部保護コート剤組成物。
【請求項４】
前記(Ｃ)粘着付与剤が石油系樹脂、テルペン系樹脂、ロジン系樹脂から選択される少なくとも１種類であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池用モジュール端部保護コート剤組成物。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の保護コート剤組成物を使用して太陽電池用セルの端部をシールすることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載の保護コート剤組成物を加熱溶融して太陽電池用セルの保護フレームに塗布することを特徴とする請求項５記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれかに記載の保護コート剤組成物を加熱溶融して太陽電池用セルの端部に塗布することを特徴とする請求項５記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の方法により保護コート剤組成物を塗布直後に保護フレームを設置することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項９】
太陽電池セルに保護フレームを設置した後、５０〜１６０℃にて加熱し、請求項１〜４のいずれかに記載の保護コート剤組成物を溶融させることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１０】
請求項５の太陽電池モジュールの製造方法により製造した太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に形成された太陽電池モジュールを保護材により封止するために用いる接着性樹脂封止材ならびに同接着性樹脂封止材を用いた太陽電池モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、環境保護の立場から、クリーンなエネルギーの研究開発が進められている。中でも、太陽電池はその資源（太陽光）が無限であること、無公害であることから注目を集めている。同一基板上に形成された複数の太陽電池モジュールが、直列または並列に接続されてなる太陽電池の代表例は、非晶質系薄膜太陽電池である。上記薄膜太陽電池は、薄型で軽量、製造コストの安さ、大面積化が容易であることなどから、今後の太陽電池の主流となると考えられ、電力供給用以外に、建物の屋根や窓などにとりつけて利用される業務用，一般住宅用にも需要が広がってきている。一般住宅用として、太陽電池付き屋根瓦なども開発されている。
上記薄膜太陽電池を用いたモジュールは、複数個の太陽電池素子が直列または並列接続されており、その受光面側にガラス板などの表面保護部材、裏面側にアルミ箔の両面に一弗化エチレン（商品名：テドラー，デュポン社製）を接着した防湿保護シートなどの裏面保護部材が設けられ、接着封止性に優れかつ安価なＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂）などの接着性樹脂封止材により熱融着封止されている。ガラス板などの表面保護部材を用いた太陽電池モジュールは、その周囲にフレームが配置され、太陽電池モジュールの周縁部が、金属製フレームの断面コ字形の枠体を有する保持部の内部に挿入され、隙間を埋めるように注入された接着保護剤で固定保持されている。ここで、接着性保護剤は、ブチルゴムや液状で硬化後に固体となるシリコーンゴムなどの接着性のある弾性シール材が用いられ（特許文献１，２）、ガラス板などの表面保護部材やフレームの熱膨張を吸収するとともに、水分侵入を抑制している。接着性保護剤としてブチルゴムを使用した場合、作業を自動化することが困難であるため量産性に問題があり、液状で硬化後に固体となるシリコーンゴムを使用した場合、２液混合の作業性の悪さと、硬化に２４時間以上という長い時間を要するという問題点がある。
【特許文献１】特公昭６２−１４１１１号公報
【特許文献２】特開２００３−２９８０９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上記問題点を解決し,太陽電池モジュール用の端部保護コート剤として、接着性、光・湿気・熱・ヒートサイクル等に対する安定性に優れまた、太陽電池モジュールの量産性に優れた樹脂封止材の提供である。更にそれを用いた太陽電池モジュールの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記課題を解決するために鋭意研究した結果、（Ａ）熱可塑性樹脂と（Ｂ）ワックスと（Ｃ）粘着性付与樹脂とからなる太陽電池用モジュール端部保護コート剤組成物を発明した。即ち、（Ａ）熱可塑性樹脂 １００重量部に対して、（Ｂ）ワックス ５〜７０重量部と（Ｃ）粘着性付与樹脂 １０〜３００重量部とからなる、ＪＩＳ  Ｋ−２２０７による軟化点温度（Ｔｍ）が１００〜１６０℃の太陽電池用モジュール端部保護コート剤組成物である。また、（Ａ）熱可塑性樹脂は、オレフィン系樹脂、ゴム系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂から選択される少なくとも１種類が好ましく、（Ｂ）ワックスは、ポリプロピレン及び/又はポリエチレンであることが好ましく、(Ｃ)粘着付与剤は、石油系樹脂、テルペン系樹脂、ロジン系樹脂から選択される少なくとも１種類であることが好ましい。
また、上記太陽電池用モジュール端部保護コート剤組成物を使用した太陽電池モジュールの製造方法であり、それにより製造された太陽電池である。
【発明の効果】
【０００５】
本発明により、太陽電池モジュール用の端部保護コート剤として、接着性、光・湿気・熱・ヒートサイクル等に対する安定性に優れまた、太陽電池モジュールの量産性に優れた樹脂封止材を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明について詳細に説明する。
【０００７】
[（Ａ）熱可塑性樹脂]
（Ａ）熱可塑性樹脂は、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレン・エチレンアクリレート共重合体、ポリプロピレン、アタクチックポリプロピレン、エチレン・メタアクリル酸メチル共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・メタアクリル酸共重合体、エチレン・ポリビニルアルコール共重合体、エチレン・アクリル酸エチル・無水マレイン酸共重合体、エチレン・メタアクリル酸共重合体の金属塩等のオレフィン系樹脂、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・ブチレン共重合体、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体、スチレン・ブタジエン・スチレン共重合体、スチレン・イソプレン・スチレン共重合体、スチレン・エチレンとブチレン・スチレンブロック共重合体、ブチルゴム、イソブチレン・イソプレン共重合体、ポリブタジエン、イソプレンゴム等のゴム系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂から選択される少なくとも１種類のものである。
これらの中で好ましくは、オレフィン系樹脂、ゴム系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂で、更に好ましくは、スチレン・ブタジエン・スチレン共重合体、スチレン・イソプレン・スチレン共重合体である。
本発明に使用する熱可塑性樹脂は、本発明の目的を阻害しない範囲であれば熱硬化性樹脂等を含有していてもよい。
【０００８】
[（Ｂ）ワックス]
本発明の（Ｂ）ワックスは、具体的にはパラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ポリプロピレンワックス、ポリエチレンワックス等を挙げることができる。好ましくはポリプロピレンワックス、ポリエチレンワックスである。これらは単独でまたは２種類以上組み合わせても使用することができる。
本発明に使用するワックスのＪＩＳ  Ｋ−２２０７による軟化点温度は、特に制限は無いが６５℃〜１６０℃のものが好ましく、８０℃〜１５０℃のものが更に好ましい。軟化点温度が６５℃以上とすることで耐熱接着性が向上し、１６０℃以下とすることで溶融時または溶剤希釈時に粘度を低くすることができ作業性が向上する。
（Ｂ）ワックスの使用量は、前記（Ａ）熱可塑性樹脂１００重量部に対して、接着性・作業性の点で５０〜７０重量部、好ましくは、１０〜５０重量部である。
【０００９】
［(Ｃ)粘着付与剤］
本発明の(Ｃ)粘着付与剤は、ポリブテン、液状ポリブタジエン、脂肪族Ｃ５系石油樹脂、芳香族Ｃ９系石油樹脂、Ｃ５Ｃ９共重合石油樹脂、ジシクロペンタジエン系石油樹脂、水素化系石油樹脂等の石油系樹脂、ポリヒドロキシポリオレフィン、テルペン、テルペンフェノール、ロジンフェノール、芳香族変性テルペン、水素化テルペン等のテルペン系樹脂、変性ロジン、メチルエステル、グリセリンエステル、ペンタエリスリトールエステル等のロジン系樹脂から選択される少なくとも１種類である。
これらの中で好ましくは、水素化系石油樹脂、テルペンフェノール、水素化テルペンである。
（Ｃ）粘着付与剤の使用量は、前記（Ａ）熱可塑性樹脂１００重量部に対して、１０〜３００重量部、好ましくは５０〜２００重量部である。
【００１０】
［(Ｄ)その他添加剤］
本発明では、必要に応じてカップリング剤、顔料、染料、無機フィラー、酸化防止剤、有機過酸化物、希釈剤、可塑剤等を使用することができる。
有機過酸化物は、熱変性して耐熱性を付与するために使用することが好ましい。耐熱性を付与できる有機過酸化物であればいずれでも用いることができる。具体的には、例えばジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）へキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）−３−へキシン等を挙げることができる。
希釈剤は、塗布性付与又はその向上のために用いることができる。希釈剤としては通常有機溶剤が用いられる。この有機溶剤の物性に特に限定はないが大気圧における沸点が２００℃以下の化合物または混合物が好ましく、沸点が１５０℃以下であることが更に好ましく、７０℃以上１３０℃以下が更に好ましい。これら希釈剤は単独でまたは２種類以上を組み合わせて用いることができ、その使用量は特に限定されず、塗布適性に応じてその量を選定する。これらとしては、アルコール類、グリコールエーテル類、エチレングリコールエーテルアセテート類、芳香族炭化水素類、ケトン類、エステル類、エーテル類等が挙げられる。これらの化合物の具体例としては以下のものが挙げられる。
【００１１】
アルコール類としては例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等が挙げられる。グリコールエーテル類としては例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、等が挙げられる。エチレングリコールエーテルアセテート類としては例えば、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、等が挙げられる。芳香族炭化水素類としてはトルエン、キシレン等が挙げられる。ケトン類としてはメチルエチルケトン、シクロヘキサノン、４−ヒドロキシー４−メチル−２−ペンタノン等が挙げられる。エステル類としては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、等が挙げられる。エーテル類としてはテトラヒドロフラン等が挙げられる。
可塑剤は、可撓性を付与又は向上させるために添加することが好ましい。可撓性の付与、向上できる可塑剤であればいずれでも使用することができ、特に制限はない。具体的には例えば、液状ポリブテン、分子量５０００〜１２０００の低分子量のポリイソブチレン、パラフィン系オイル、ナフテン系オイル、プロセスオイル、直鎖脂肪族酸エステル類等が挙げられる。
充填剤は、熱収縮率を適切な範囲とするために添加することが好ましい。又本願発明の効果を阻害しない範囲で増量剤としてもちいてもよい。太陽電池用モジュール端部保護コート剤組成物が上記の物性を満たし更に熱収縮率を所定の範囲とすることができる充填剤であればいずれでも使用でき、特に制限はない。具体的には例えば、シリカ、アルミナ、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、カーボンブラック、タルク等が挙げられる。
酸化防止剤は、熱劣化を防止するために添加することが好ましい。熱劣化を防止することができる酸化防止剤であればいずれでも使用でき、特に制限はない。具体的には例えば、ヒンダ−ドフェノール系化合物、リン酸エステル系化合物等が挙げられる。
【００１２】
本発明の太陽電池用モジュール端部保護コート剤組成物のＪＩＳ  Ｋ  ２２０７による軟化点温度（Ｔｍ）は、耐熱性・作業性の点で１００〜１６０℃、好ましくは１２０〜１５０℃である。
【００１３】
［太陽電池用モジュール端部保護コート剤組成物の製造方法］
太陽電池用モジュール端部保護コート剤組成物の製造は、（Ａ）熱可塑性樹脂、（Ｂ）ワックス、（Ｃ）粘着性付与樹脂を窒素雰囲気下、シグマブレード型ニーダー等の強力な攪拌混合装置によって混合すればよく、特に制限するものはない。一般的には１２０〜２００℃の範囲の温度下で、１〜３時間均一に混合した後、冷却して固形樹脂を得る。
本発明における太陽電池モジュールの保護コート層の形成方法は、以下の２つに大別される。
（１）本発明の保護コート用組成物をハンドガン、ホットメルトアプリケーターを使用して太陽電池用セル端部に塗布する方法。
（２）本発明の保護コート用組成物をハンドガン、ホットメルトアプリケーターを使用または、任意の形状に成型した成型物をアルミフレーム内に塗布または設置する方法。
（１）の場合は、塗布直後にアルミフレームを設置後、冷却固化させてもよく、再加熱して固化させてもよい。
（２）の場合はアルミフレーム設置後、再加熱して固化させる。
【００１４】
本発明の保護コート剤組成物を使用して太陽電池用セルの端部をシールすることができる。
また、この保護コート剤組成物を加熱溶融して太陽電池用セルの保護フレームに塗布して太陽電池モジュールを製造できる。
また、保護コート剤組成物を加熱溶融して太陽電池用セルの端部に塗布して太陽電池モジュールを製造できる。
更に、保護コート剤組成物を塗布直後に保護フレームを設置して太陽電池モジュールを製造できる。
【００１５】
また、太陽電池セルに保護フレームを設置した後、５０〜１６０℃にて加熱し、保護コート剤組成物を溶融させて太陽電池モジュールを製造できる。
このようにして得られた保護コート層は、耐透湿性に優れ、可撓性、強靱性、接着性に優れた特性を有し、高温高湿下でも光電変換効率を維持することができる。
【実施例】
【００１６】
以下、実施例、比較例により本発明を更に詳細に説明する。
【００１７】
[評価方法]
以下の試験方法により評価を行った。
１．透湿量
透湿量試験に調整した防湿コート用組成物を用いて厚さ１００μｍに調整した防湿コート膜をＪＩＳ Ｚ−０２０８（防湿包装材料の透湿度試験方法）に従い、温度４０℃、湿度９０％の条件における透湿量を測定した。
２．軟化点温度
軟化点測定試験に調整した、太陽電池用モジュール端部保護コート剤組成物を用いてＪＩＳ  Ｋ−２２０７に準じ、環球法で測定した。
３．接着試験
接着力試験に調整した、太陽電池用モジュール端部保護コート剤組成物を用いてガラス（ＪＩＳ Ｒ−３２０２）を貼り合わせた試験片のせん断強度を測定した。
４．作業性
作業性試験に調整した、太陽電池用モジュール端部保護コート剤を用いて上記使用方法（１）に記載した方法により保護コート層を作成した際の作業性を３段階で評価した。
○：作業性良好  △：作業性が悪い  ×：著しく作業が悪い
５．保護コート層形成後のパネルの歪、割れ
可撓性と硬化収縮性を評価するために太陽電池用モジュール端部保護コート剤形成試験モジュールを使用して、４片に調整した太陽電池用モジュール端部保護コート剤組成物を用いて保護コート層を形成した。コート層形成後のパネルの歪、割れを３段階で評価した。
○：外観に異常なし  △：セルに歪みが生じている  ×：セルに割れが発生している
６．高温高湿試験
上記３．接着試験にて作成した、太陽電池用モジュール端部保護コート剤を設けたセルの光電変換効率と６０℃９５％の環境下に５００時間放置した後の光電変換効率を観測し、以下の３段階で評価を行った。
○：初期状態と変化がなく良好  △：僅かに低下  ×：明らかに低下。
【００１８】
[使用原材料]
<（Ａ）熱可塑性樹脂＞
(A-1) クレイトンＧ−１７６２Ｘ（シェルジャパン製）
(A-2) ブチル０６５（日本ブチル製）
<（Ｂ）ワックス＞
(B-1) ビスコール６６０P（三洋化成製）
(B-2) ＥＰ-１１（ＪＳＲ）
＜（Ｃ）粘着性付与剤＞
(C-1) ＹＳポリスターＴ１３０（ヤスハラケミカル）
(C-2) エスコレッツ５３２０（トーネックス製）
＜可塑剤＞
可塑剤-1 日石ポリブテンＨＶ−１９００（日本石油製）
＜酸化防止剤＞
酸化防止剤-1 イルガノックス１０１０（チバスペシャリティーケミカルス製）
＜カップリング剤＞
シランカップリング剤・ＳＨ-６０４０（東レダウコーニングシリコーン）
＜エポキシ樹脂＞
エポキシ樹脂ＥＰ４０００（旭電化製）／ｍ-キシリレンジアミン＝８６．５/１３．５
＜シリコーン樹脂＞
（シリコーン樹脂）ＳＥ９１７５（東レ・ダウコーニング・シリコーン製）。
【００１９】
［実施例１］
表１に示す配合組成を窒素雰囲気下、溶融混練機にて１時間混練後、冷却して調整した太陽電池用モジュール端部保護コート剤組成物を得た。調整した保護コート剤組成物を用いて透湿性試験、接着性試験、可撓性と硬化収縮性を評価するためにセル上での防湿コート膜形成試験、セルの高温高湿試験を行なった。結果を表１に示す。
【００２０】
［実施例２〜比較例２］
表１に示す配合組成としたこと以外は実施例１に従い防湿コート層の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】
2006269844.tif 000002